Ein atmungsaktiver Unterwasserbewegungssensor könnte dabei helfen, die Sicherheit der Schwimmer zu überwachen

Viele flexible Fitness-Tracker können nicht in Wasser getaucht werden, da die zur vollständigen Abdichtung dieser Geräte erforderlichen Beschichtungen das Tragen unangenehm machen würden. Nun haben Forscher, die in ACS Nano berichten, eine dünne, rutschige Beschichtung auf leitfähiges Gewebe aufgetragen und so einen atmungsaktiven Unterwasser-Bewegungssensor geschaffen. Sie haben den Sensor in ein intelligentes Gerät integriert, das eine Smartphone-App drahtlos benachrichtigt, wenn ein Schwimmer aufhört, sich zu bewegen, ein Hinweis darauf, dass er ertrinken könnte.

Unterwasser-Bewegungssensoren könnten viele Anwendungen haben, beispielsweise die Überwachung der Herzfrequenz und die Verfolgung der Aktivität und Sicherheit von Schwimmern. Aktuelle Methoden zum Schutz dieser Elektronik machen die Geräte jedoch dick und luftundurchlässig, was zu Hautreizungen führen kann. Frühere Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass dünne, gleichmäßige Schichten aus Polydimethylsiloxan (PDMS) ausreichend Wasserabstoßung bieten, um flexible Bewegungssensoren unter Wasser zu schützen. Es ist jedoch unklar, ob die Beschichtung angenehm wäre. Deshalb wollten Jianying Huang, Cheolmin Park, Yuekun Lai und Kollegen PDMS als wasserabweisende Beschichtung für einen stoffbasierten Sensor testen, der Teil eines drahtlosen Systems zur Erkennung von Unterwasserbewegungen sein sollte.

Dazu tauchten die Forscher ein Stück Polyester-Strickstoff in eine Graphenoxidlösung und anschließend in Jodwasserstoffsäure. Das letzte Eintauchen erfolgte in eine Lösung, die PDMS-Mikropartikel und Nanopartikel enthielt. Erste Tests zeigten, dass das beschichtete Gewebe leitfähig und wasserabweisend, aber dennoch luftdurchlässig war, was auf ein angenehmes Tragegefühl schließen lässt. Als eine Probe des beschichteten Stoffes am Finger einer Person befestigt und dieser dann unter Wasser gebogen wurde, erzeugte sie eine messbare elektrische Reaktion.

Das Team kombinierte den stoffbasierten Sensor mit einer Stromversorgung und einem Datensammler, um ein intelligentes Unterwasserbewegungssystem zu schaffen, das die elektrische Reaktion drahtlos an eine Smartphone-App übertragen konnte. Wenn das Smart-Gerät an einer motorisierten Schwimmpuppe befestigt wurde, verfolgte die App die Trittbeine der Puppe. Um einen Schwimmer in Not zu simulieren, wurde die Trittbewegung der Puppe ausgeschaltet und die App sendete eine rote Warnmeldung. Die Forscher sagen, dass der intelligente Bewegungssensor, da er Wasser abstößt, dabei helfen könnte, die Sicherheit von Schwimmern zu überwachen und in anderen Arten von Unterwassersensoren eingesetzt werden könnte.

Quelle:

Amerikanische Chemische Gesellschaft

Referenz:

Zhu, T., et al. (2022) Ein atmungsaktives, auf Gestricken basierendes intelligentes System mit verbesserter Superhydrophobie zur Alarmierung vor Ertrinken. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.2c08325.

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